一种高灵敏度测控应答机捕获算法设计与实现.pdf

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1、第31卷2014年第5期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(2014)05一0037一07一种高灵敏度测控应答机捕获算法设计与实现唐亮1，王敏琪2，王亚呜2，邹永忠2(1．上海宇航系统工程研究所，上海201109；2．上海航天电子技术研究所，上海201109)摘要：对一种用于高灵敏度测控应答机的基于相干一非相干的多段匹配滤波器捕获算法设计和实现进行了研究。给出了算法的基本原理、微弱信号捕获及流程。仿真比较了基于非相干累加、差分相干、差分非相干的FFT捕获算法和基于相干一非相干的多段匹配滤波器捕获算法的

2、性能。介绍了捕获算法的核心模块中控制模块、输入数据缓存、数据处理和输出数据缓存等硬件设计。调试结果表明：该捕获算法可在一定的捕获时间内将捕获灵敏度较传统指标提高4dB。关键词：测控应答机；多段匹配滤波器；捕获算法模型；高灵敏度中图分类号：V243文献标志码：ADesignandImplementationofHigh—SensitiVityAcquisitionAlgorithmTANGLian91，WANGMin—qi2，WANGYa—min92，ZOUYong—zhon92(1．AerospaceSystemEngineeringS

3、hanghai，Shanghai201109，China；2．ShanghaiAerospaceElectronicTechn0109yInstitute，Shanghai201109，China)Abstl‘act：Thedesignandimplementofanacquisitionalgorithmwasproposedbasedoncoherent-incoherentmulti—bankmatchedfilterforhighsensitivitytransponderinthepaper．Thealgorithmprinc

4、ipleandweaksignalacquisitionandacquisitionflowchartweregivenout．Theperformancesofbasedonincoherentaccumulation，differentialcoherent，differentialincoherentofFFTacquisitionalgorithmandofcoherent—incoherentmulti—bankmatchedfilterwerecompared．Thehardwaredesigninthecoremodule

5、whichwerethecontrolmodule，inputdatacache，dataprocessingandoutputdatacachewasintroduced．Theresultsshowedthattheacquisitionalgorithmproposedcouldimprovetheacquisitionsensitivityby4dBthanthetraditionalindexinacertainacquisitiontime．Keywords：TT&Ctransponder；Multi．bankmatched

6、filter；Acquisitionalgorithmmodule；High．sensitivity0引言近年来，中低轨卫星数量逐渐增加，测控应答机的需求越来越大，指标要求也不断提高。捕获是扩频通信的核心技术，其优劣直接影响应答机的技术指标，研究高性能的捕获技术是扩频通信中的热点。捕获灵敏度和捕获时间是捕获技术中的两大重要参数，但两者存在矛盾，应答机设计一般需在两者间折中，在一定的捕获时间内(通常为10s)提高捕获灵敏度[1‘2]。在该捕获时间内，目前国内测控应答机捕获灵敏度一般能达到一122dBm。此外，匹配滤波收稿日期：2012—1

7、0一18；修回日期：2014一03—15作者简介：唐亮(1986一)，男，硕士，主要研究方向为测控通信技术。器捕获的原理研究已相对成熟，但其硬件实现难度较大，故还未用于工程实践。随着近年来硬件工艺的进步和计算机技术的高速发展，应用匹配滤波器进行捕获算法硬件实现可成为现实。本文对在一定的捕获时间(10s)内一种捕获灵敏度优于传统指标的捕获算法的设计和实现进行了研究。1捕获算法1．1基本原理在扩频通信中，常采用直接序列扩频方式对调制数据进行扩频。测控应答机为接收地面站发送的上行遥控和测距数据，就必须复现调制该数据的伪上海航天AEROSPAC

8、ESHANGHAI第31卷2014年第5期随机码，将复现的伪码与输入伪码在不同相位差上作相关运算使两者同步，从而实现对遥控和测距数据的解扩，此即伪码捕获。另外，因高速运动的中继卫星与用户星的中继终端间存在径